Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

вовать не могут. Их взаимодействие с неумолимой неиз­бежностью приводит к взрыву, в микромире происхо­дит катастрофа, и обе античастицы исчезают. Вспышка коротковолнового излучения — и они превращаются в гамма-кванты. Вместо них рождаются фотоны.

Но орто- и пара-позитроний гибнут по-разному. Непреложный закон сохранения импульса заставляет каждый атом орто-позитрония превращаться в три кван­та, при исчезновении же атома пара-позитрония могут возникнуть только два кванта, разлетающиеся в про­тивоположные стороны.

Но, пожалуй, самое удивительное то, что позит­роний, этот загадочный, почти невесомый, живущий мгновение атом, способен вступать в химические реак­ции, подобно атому водорода. Особенно энергично позитроний реагирует с теми химическими соедине­ниями, у которых присутствуют свободные валентно­сти. Наиболее чувствителен позитроний к свободным радикалам, к атомам и электронам.

Это замечательное свойство позитрония химики сумели использовать для решения сложных, чисто химических проблем, возникающих при изучении при­роды химической связи. Оказалось, что при реак­ции орто-позитрония с веществом, в молекулах которого есть неспарен­ные электроны, он прев­ращается при распаде не в три, а в два кванта. Это легко обнаружить и измерить гамма-счетчи­ками.

Еще недавно казав­шийся невозможным атом-призрак, построен­ный из двух несовмести­мых античастиц, стал у физико-химиков замеча­тельным средством иссле­дования тончайших дета­лей и различий в характере химических связей и строения молекул. Позитроний скоро станет совсем обычным в лаборатории ученого и поможет ему рас­крыть немало нового в природе.

В пара-позитронии каждая из античастиц вращается во­круг своей оси в разные сто­роны. При аннигиляции пара-позитрония рождаются толь­ко два гамма-кванта.

МЕЗО-АТОМЫ

Пожалуй, еще более странны мезо-атомы. Они обладают таким же положительно заряженным ядром, как и обычные атомы, но отличаются от них строением наружной электронной оболочки. В мезо-атомах один из электронов замещен на мезон — на тяжелую частицу с массой в 210 раз больше, чем у электрона. Мезо­атомы настолько необычны, что ставят под сомнение многое из того, в чем физики, изучив размеры и строе­ние атома, были до сих пор твердо уверены.

Чем больше заряд атома, чем больше его поряд­ковый номер в таблице Менделеева, тем сильнее, ко­нечно, его ядро притягивает электроны и тем мень­ше размеры атома — диаметр электронных орбит в его внешней электронной оболочке. Известно также, что диаметр орбиты зависит и от массы вращающейся частицы. Чем тяжелее она, тем ближе к центральному ядру орбита ее вращения. Таким образом, очень легко можно рассчитать, на каком расстоянии от ядра долж­на находиться орбита мезона в мезо-атоме.

Физики научились получать в своих ускорителях очень мощные потоки мезонов и точно регулировать скорость мезонов. Оказалось, что медленные мезоны, обладающие тепловой скоростью, блуждая между ато­мами, захватываются ими и замещают в орбите элект­роны. При захвате мезонов тяжелыми атомами были обнаружены загадочные, поистине удивительные явле­ния. Точно установлено, например, что ближайшая к ядру орбита, на которой положено вращаться мезону в мезо-атоме свинца (занимающего 82-е место в таблице Менделеева) должна быть в 82X210 раз меньше орбиты водородного атома. Диаметр мезонной орбиты в мезо-свинце должен быть равен:

Но размеры ядра в атоме свинца физикам хорошо известны. Его диаметр гораздо больше, чем орбита мезона: он равен 17,0•10-13 см. Следовательно, мас­сивный мезон в мезо-свинце вращается на орбите, целиком расположенной внутри атомного ядра(!).

Этот немыслимый результат точно подтвердился измерениями длины волн — излучения, испускаемого мезо-атомами. В течение громадного (по атомным мас­штабам) периода времени, за одну миллионную долю секунды, мезон совершает миллионы миллионов обо­ротов внутри ядра. Плотность же ядерного вещества так чудовищно велика, что только 1 см? его весил бы в земных условиях не менее миллиарда тонн. Как же должно быть построено атомное ядро?

Судьба мезо-атомов завершается катастрофой: ме­зон поглощается ядром, и оно взрывается — разлета­ется на множество кусков. Выделяющаяся при этом энергия аннигиляции отрицательного мезона и поло­жительного ядерного вещества очень велика. Еще не вполне известно, в какой форме она выделяется. Боль­шую часть ее уносят образующиеся при взрыве частицы.

Так реагируют с атомными ядрами мю-мезоны. Но известны два типа отрицательных мезонов. Судьба пи-мезонов не менее любопытна. Ядра тяжелых ато­мов поглощают их мгновенно и при этом мгновенно взрываются.

Реакция между мезонами и атомными ядрами не требует высокой температуры. Для нее не нужны сотни миллионов градусов, как для термоядерных реакций. Она с успехом протекает при обычных условиях. Быть может, ядерные реакции на мезонах откроют в буду­щем новый путь к овладению внутриядерной энергией. Но пока на это еще очень мало надежды. Ученые еще не знают, как заставить мезонные реакции проте­кать по цепному механизму и поддерживать самих себя.

В самом простом из всех мезо-атомов — в мезо-водороде вокруг центрального ядра вращается мезон. Это атом без электронов.

Удивительные загадки и трудные задачи связаны с таинственными мезо-атомами. На вашу долю, юные физики, достается очень важная и сложная работа: разгадать тайну строения атомных ядер; наверное, этому поможет и изучение мезонов.

ГИПЕР-ФРАГМЕНТЫ

Высоко, на границе стратосферы, ученые нашли очень странные атомные ядра. Быть может, это «гости» из неведомых глубин космоса. Построены они весьма

354